JPH11151786A

JPH11151786A - ガスバリアフィルム及び包装材料

Info

Publication number: JPH11151786A
Application number: JP31964697A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Harada; 裕原田; Shigeru Tanaka; 茂田中; Itsuo Nagai; 逸夫永井
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 1999-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高湿度下でのガスバリア性、密着性及び透明性
を保有するガスバリアフィルムを提供することを目的と
する。【解決手段】熱可塑性樹脂基材の少なくとも片面上に無
機板状粒子及び水溶性高分子を主たる構成成分とする塗
膜を形成したフィルムにおいて、該水溶性高分子の固形
分濃度１０重量％水分散液中における粘度が２０００ｃ
ｐｓ以下であることを特徴とするガスバリアフィルムと
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はガスバリアフィルム
に関するものであり、さらに詳しくは高湿度下での高い
ガスバリア性、基材との密着性及び透明性に優れたガス
バリアフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】食品や薬品などの包装分野では、外気か
らの酸素などの侵入があると内容物の変質によって長期
保存ができないことから、外気の混入を防ぐことができ
るガスバリア性をもったフィルムの開発が行われてい
る。

【０００３】ポリマーエンジニアリングアンドサ
イエンス、２０巻、２２号、１５４３〜１５４６頁（１
９８６年１２月）によると、従来より開発されたガス
バリア性フィルムとしては、ポリ塩化ビニリデン、ポリ
アクリロニトリル、ポリビニルアルコールなどがある。

【０００４】しかし、ポリ塩化ビニリデンは塩素原子、
ポリアクリロニトリルは−ＣＮ基を含有しているため、
廃棄の際に環境に対する問題が近年持ち上がっている。
また、ポリビニルアルコールは−ＯＨ基を含有している
ため、ガスバリア性の湿度依存性が大きく、高湿度では
ガスバリア性が著しく低下してしまう。ポリビニルアル
コールの湿度依存性を改良したエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体においても、高湿度でのガスバリア性はま
だ十分とは言えない。

【０００５】一方、酸化珪素（特公昭５３−１２９５３
号公報等）や酸化アルミニウム（特開昭６２−１７９９
３５号公報等）などの無機物を基材の表面に蒸着したフ
ィルムが開発されている。しかし、これらのフィルムの
形成には蒸着過程が加わるのでコストが非常に高くなる
欠点や、無機被膜の可とう性の無さ、基材との接着性が
悪い等によるフィルムとしての取り扱いにくさの問題が
生じている。

【０００６】これらの問題を解決する手段として、基材
に金属酸化物及びポリビニルアルコールからなる塗膜を
設けたフィルム（特開昭５６−４５６３号公報等）が開
発されているが、高湿度下でのガスバリア性に関しては
まだ満足のいくレベルではない。また、無機層状化合物
及び高水素結合性化合物からなるガスバリア層を有する
フィルム（特開平６−９３１３３公報、特開平７−４１
６８５公報等）があるがハイバリア性を得るにはガスバ
リア層を形成する過程において長時間の乾燥または熱処
理が必要であるので生産性の点で大きく不利であり、塗
剤と基材との密着性も低い。なお、基材との密着性が高
いと包装袋などに加工した際に、破袋や、袋の変形など
を生じない信頼性の高い包装材料が得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、以上
述べた従来のガスバリアフィルムの問題点を解消し、か
つ高湿度下でもガスバリア性を有するとともに基材との
密着性及び透明性を有するガスバリアフィルムを提供す
ることである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、熱可塑性樹脂基材の少なくとも片面上
に無機板状粒子及び水溶性高分子を主たる構成成分とす
る塗膜を形成したフィルムにおいて、該水溶性高分子の
固形分濃度１０重量％水分散液中における粘度が２００
０ｃｐｓ以下であることを特徴とするガスバリアフィル
ムからなるものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明は、熱可塑性樹脂基材上に
無機板状粒子と水溶性高分子からなる塗膜を形成するに
あたり、該水溶性高分子の水分散液中における粘度を制
御することにより高湿度下での高いガスバリア性、密着
性及び透明性を兼ね備えたガスバリアフィルムを開発し
たものであり、保存性に優れかつ内容物の確認ができる
信頼性の高い包装材料として有望である。

【００１０】本発明においては、水溶性高分子の固形分
濃度１０重量％水分散液中における粘度が２０００ｃｐ
ｓ以下であることが必要である。水溶性高分子の水分散
液中における粘度を制御することにより、塗剤中におけ
る高分子と無機板状粒子の分散性が向上するので、塗膜
中における分散性も向上する。そのため、高湿度下での
ガスバリア性、密着性及び透明性が向上し、かつ塗剤中
の凝集物に起因する塗膜表面の粗大突起も減少すること
ができるので摩擦等による塗膜の削れも軽減され安定し
たガスバリア性が維持される。好ましくは１０００ｃｐ
ｓ以下、さらに好ましくは５００ｃｐｓ以下、特に好ま
しくは１００ｃｐｓ以下である。

【００１１】本発明における水溶性高分子とは、常温で
水に完全に溶解もしくは微分散可能な高分子のことであ
り、例えば、ポリビニルアルコール系重合体またはその
誘導体、カルボチシメチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロースなどのセルロース誘導体、酸化でんぷん、
エーテル化でんぷん、デキストリンなどのでんぷん類、
ポリビニルピロリドン、スルホイソフタル酸等の極性基
を含有する共重合ポリエステル、ポリヒドロキシエチル
メタクリレートまたはその共重合体などのビニル系重合
体、アクリル系高分子、ウレタン系高分子、エーテル系
高分子あるいはこれらの各種重合体のカルボキシル基、
アミノ基、メチロール基など官能基変性重合体などが挙
げられる。

【００１２】好ましくはポリビニルアルコール系重合体
またはその誘導体であり、特に好ましくはけん化度８０
モル％以上のポリビニルアルコール、ビニルアルコール
単位が６０モル％以上の共重合ポリビニルアルコールで
ある。ポリビニルアルコール系重合体またはその誘導体
の重合度は、１５００以下が好ましく、１２００以下が
さらに好ましく、１０００以下が特に好ましい。

【００１３】本発明における無機板状粒子とは極薄の単
位結晶層が重なって一つの板状粒子を形成している無機
粒子のことであり、溶媒に膨潤・へき開するものが好ま
しい。これらの中でも特に溶媒への膨潤性を持つ粘土化
合物が好ましく用いられる。

【００１４】本発明における溶媒への膨潤性を持つ粘土
化合物とは極薄の単位結晶層間に水を配位、吸収・膨潤
する性質を持つ粘土化合物であり、一般にはＳｉ⁴⁺がＯ
^2-対して配位し４面体構造を構成する層とＡｌ³⁺、Ｍｇ
²⁺、Ｆｅ²⁺、Ｆｅ³⁺、Ｌｉ⁺等がＯ^2-およびＯＨ^-に対し
て配位し８面体構造を構成する層とが１対１あるいは２
対１で結合し積み重なって層状構造を構成しており、天
然のものであっても合成されたものでも良い。代表的な
ものとしては、モンモリロナイト、バイデライト、サポ
ナイト、ヘクトライト、カオリナイト、ハロイサイト、
バーミキュライト、ディッカイト、ナクライト、アンチ
ゴライト、パイロフィライト、マーガライト、タルク、
テトラシリリックマイカ、白雲母、金雲母、緑泥石等が
挙げられる。特にスメクタイト群と呼ばれているモンモ
リロナイト、バイデライト、ヘクトライトやサポナイト
が好ましく用いられる。

【００１５】無機板状粒子の粒子径は特に限定されない
が、粒子径が０．２μｍ以下、特に０．０５μｍ以下で
あれば密着性が向上し、粒子径が１μｍ以上、特に５μ
ｍ以上であればガスバリア性が向上する。そして、粒子
径が異なる２種類以上の無機板状粒子が含まれていると
これらの特性が両立するため好ましい。

【００１６】本発明においては、塗膜中に下記一般式
（１）で表されるアミン化合物を含んでいてもよい。

【００１７】

【化１】一般式（１）式中におけるＲ１は水素または炭素数が１〜６のアルキ
ル鎖またはその置換体、あるいはアリール鎖またはその
置換体、Ｒ２は水素または炭素数が１以上のアルキル鎖
またはその置換体、あるいはアリール鎖またはその置換
体、Ｒ３は炭素数が１以上のアルキル鎖またはその置換
体、あるいはアリール鎖またはその置換体である。

【００１８】前記置換体の置換基としては、アミノ基、
イミノ基、ニトリロ基、アルコキシ基、カルボキシル
基、スルホン基、シアノ基、メチロール基、水酸基、塩
素基等、もしくはアルコキシシラン、アルコキシチタ
ン、アルコキシアルミニウム等の金属アルコキシド基も
しくはその加水分解物があげられ、置換体としてはこれ
ら置換基の一つ以上で置換されたアルキル鎖またはアリ
ール鎖が好ましく用いられる。具体的なアミン化合物と
しては、ブチルアミン、ヘキシルアミン等のアルキルア
ミン類、アミノエチルアルコール、アミノヘキシルアル
コール、アミノエチルアミノエタノール等のアミノアル
コール類、エチレンジアミン、プロピレンジアミン等の
ジアミン類、アミノ酢酸、アミノヘキサン酸、アミノド
デカン酸等のアミノ酸、γ−アミノプロピルトリエトキ
シシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルト
リメトキシシラン等のアミノ基含有シランカップリング
剤、またはエチレンイミン単位、ブチレンイミン単位、
ヘキサメチレンイミン単位の重合体もしくはこれらの単
位の共重合体であるポリアルキレンイミンがあげられ、
中でもアミノ酢酸、アミノヘキサン酸、アミノドデカン
酸等のアミノ酸、γ−アミノプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメト
キシシラン等のアミノ基含有シランカップリング剤、ま
たはポリエチレンイミンが好ましく用いられる。

【００１９】ポリエチレンイミンは下記一般式（２）で
表される直鎖状構造を有するものであっても、下記一般
式（３）で表されるような枝分かれ構造を有する市販の
ポリエチレンイミン（１１８９２の化学商品、４６６
頁、１９９２年１月２２日化学工業日報社発行）であ
ってもかまわない。該アミン化合物は塗膜構成成分の全
重量に対して０．０１〜４０重量％含んでいることが好
ましい。

【００２０】

【化２】一般式（２）

【００２１】

【化３】一般式（３）

【００２２】さらに、本発明では塗膜中に架橋剤を含ん
でいてもよい。混合比は塗膜構成成分に対して０．０１
〜１０重量％が好ましく、さらに好ましくは０．０５〜
８重量％である。用いられる架橋剤としては、水溶性高
分子と反応性を有するものであればとくに限定されない
が、エポキシ系架橋剤、イソシアネート系架橋剤、メラ
ミン系架橋剤、オキサゾリン系架橋剤、シランカップリ
ング剤などが使用される。

【００２３】本発明における無機板状粒子／水溶性また
は水分散性ポリマーの混合比率は、重量比で１／９９〜
６０／４０の範囲内が好ましい。ガスバリア性の点から
１／９９以上であることが好ましく、密着性の点から６
０／４０以下であることが好ましい。

【００２４】また、該塗膜が少なくとも１方向に配向し
ていても良い。少なくとも１方向に配向させるにはイン
ラインコート法が好ましく用いられる。塗膜の配向状態
は公知の技術、例えば、屈折率法、全反射赤外スペクト
ル法、全反射ラマンスペクトル法等を用いて分析でき
る。

【００２５】本発明における該塗膜の厚さは特に限定さ
れないが、ガスバリアフィルムの観点から、０．０１〜
１０μｍが好ましく、インラインコートの場合は０．０
１〜０．５μｍがより好ましく、オフラインコートの場
合は０．３〜６μｍがより好ましい。

【００２６】また本発明は無機板状粒子及び水溶性高分
子を主たる構成成分を塗膜とするフィルム及びそのフィ
ルムを用いた包装材料であり、主たる構成成分とは塗膜
構成全成分に対して無機板状粒子及び水溶性高分子が７
０重量％以上であることを示す。

【００２７】ガスバリア性及び透明性を損なわない範囲
内であれば各種の添加剤が３０重量％以下含まれていて
も良い。該各種の添加剤としては、酸化防止剤、耐候
剤、熱安定剤、滑剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、着色剤
等である。また、透明性及びガスバリア性を損なわない
程度であれば、無機または有機の粒子が２０重量％以下
含まれていても良い。例えば、炭酸カルシウム、酸化チ
タン、酸化珪素、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、
アルミナ、硫酸バリウム、ジルコニア、リン酸カルシウ
ム、架橋ポリスチレン系粒子などである。

【００２８】さらに、該塗膜を形成させる上で板状粒子
−ポリマ間、ポリマ間または板状粒子間等の相互作用を
高めるために、２価以上の金属塩、触媒成分などを添加
しても良い。カルシウム、マグネシウム、アルミニウム
元素などを有する酢酸塩、硫酸塩、または硝酸塩などを
用いると耐湿性が向上するので望ましい。その量として
は、塗膜に対して１〜１００００ｐｐｍ程度が好まし
い。

【００２９】また本発明においては、未延伸プロピレン
フィルムなどと接着剤を介在させてラミネートする際の
工程耐摩耗性が向上しガスバリア性が向上するので、該
塗膜面の表面粗さがＲａが０．１μｍ以下であることが
好ましく、０．０８μｍ以下がさらに好ましく、０．０
６μｍ以下が特に好ましい。また、Ｒｐが１μｍ以下で
あることが好ましく、０．８μｍ以下がさらに好まし
く、０．６μｍ以下が特に好ましい。

【００３０】Ｒａは中心線平均粗さ、Ｒｐは表面粗さ曲
線の最大の山と中心線との距離であり、下記条件で２０
回測定した平均値をそれぞれの値とする。なお、パラメ
ータの詳細は奈良治朗著「表面粗さの測定法・評価法」
（総合技術センター、１９８３）等に示されている。触針先端半径：０．５μｍ触針荷重：５ｍｇ測定長：１ｍｍカットオフ：０．０８ｍｍ

【００３１】表面粗さパラメータＲａを０．１μｍ以
下、Ｒｐを１μｍ以下にする方法としては、平滑な熱可
塑性樹脂基材上に、塗膜構成成分を極めて均一に分散さ
せた塗剤を作製し、塗膜面の温度が１８０℃以下、乾燥
時間３０秒以内の短時間で乾燥させた塗膜を形成する方
法等が好ましく用いられる。塗膜構成成分を均一に分散
させるためには、塗剤をせん断力、ずり応力のかかるホ
モミキサー、ジェットアジター、ボールミル、ニーダ
ー、サンドミル、３本ロール等を用いて機械的な強制分
散処理を行う方法、中でも板状粒子を二次凝集が無いよ
うに均一に分散させることが特に重要であり、粒子分散
液を前記装置を用いて機械的な強制分散処理を行う方法
が好ましく用いられる。ホモミキサー、ジェットアジタ
ー等が用いられる場合には１０００ｒｐｍ以上で行うこ
とがさらに好ましい。

【００３２】本発明において用いられる熱可塑性樹脂基
材は、主として機械的性質やフィルムの加工性等を付与
するために必要であり、一般に市販されている各種の熱
可塑性樹脂フィルムが含まれる。特に限定されないが代
表的なものとして、ポリエチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
ブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナフ
タレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン１２
などのポリアミド、ポリ塩化ビニル、エチレン酢酸ビニ
ル共重合体またはそのけん化物、ポリスチレン、ポリカ
ーボネート、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリフェニレンサルファイド、芳香族ポリアミド、
ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース、酢酸セル
ロース、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、
ポリビニルアルコールなど、およびこれらの共重合体が
挙げられる。コストパフォーマンス、透明性、ガスバリ
ア性等の観点から、ポリエチレンテレフタレートなどの
ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポ
リオレフィンが好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィンがさらに好ましい。。

【００３３】熱可塑性樹脂基材としてポリオレフィン樹
脂が用いられる場合には、塗膜面側表面の窒素と炭素の
原子数比Ｎ／Ｃ値が０．００１〜０．１が好ましく、よ
り好ましくは０．００１５〜０．０８、特に好ましくは
０．００２〜０．０５である。この範囲とすることで、
密着性が向上する。

【００３４】Ｎ／Ｃ値は、Ｘ線光電子分光法（ＥＳＣ
Ａ）によって求めることができる。塗膜を形成したフィ
ルムのＮ／Ｃの値を求めるには、熱水処理やスパッタリ
ング等で塗膜を除去し該基材表面のスペクトルを測定し
ても良い。また、２次イオン質量分析計（ＳＩＭＳ）を
用いて深さ方向への組成分布を測定してもよい。

【００３５】Ｎ／Ｃ値を上記の範囲内とするには、塗膜
層形成前の基材表面にコロナ放電処理あるいは減圧下に
おいて希薄ガス中でのプラズマ処理を施して行われる。
コロナ放電処理時の雰囲気は窒素ガス（酸素濃度が３ｖ
ｏｌ％以下）、炭酸ガスあるいは窒素／炭酸ガスの混合
ガスが好ましく、窒素／炭酸ガスの混合ガス（体積比＝
９５／５〜５０／５０）がさらに好ましい。また、プラ
ズマ処理は１０^-2Ｐａ程度の真空度の容器内に少量のア
ルゴン、ヘリウム、炭酸ガスなどを導入しながら高電圧
を印加した電極からフィルムのＡ面に向けてグロー状放
電させながら処理する。この時、処理効果及び経済性の
点で炭酸ガスが好ましい。処理強度は、電圧×電流／
（電極幅×フィルム走行速度）（Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²）か
ら算出するが、５〜４００が好ましく、１０〜２００が
より好ましく、２０〜１００がさらに好ましい。

【００３６】また、塗膜形成したフィルムの１２０℃に
おける熱収縮率が１％以下であることがガスバリア性を
安定させる上で好ましい。

【００３７】これらの熱可塑性樹脂基材は、未延伸、一
軸延伸、二軸延伸のいずれでもよいが、寸法安定性およ
び機械特性の観点から、二軸延伸されたものが特に好ま
しい。

【００３８】また熱可塑性樹脂基材には、各種の添加剤
が含まれていても良い。例えば、酸化防止剤、耐候剤、
熱安定剤、滑剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、着色剤等で
ある。また、透明性を損なわない程度であれば、無機ま
たは有機の粒子を含んでいても良い。例えば、タルク、
カオリン、炭酸カルシウム、酸化チタン、酸化珪素、フ
ッ化カルシウム、フッ化リチウム、アルミナ、硫酸バリ
ウム、ジルコニア、マイカ、リン酸カルシウム、架橋ポ
リスチレン系粒子などである。平均粒子径としては好ま
しくは０．００１〜１０μｍ、さらに好ましくは０．０
０３〜５μｍである。なお、平均粒子径は透過型顕微鏡
などを用いて１００００〜１０００００倍の写真を撮影
し、数平均により求めた粒子径である。

【００３９】さらに、これらの熱可塑性樹脂基材は、透
明であることが好ましい。光線透過率が、４０％以上が
好ましく、６０％以上がさらに好ましい。また熱可塑性
樹脂基材は、平滑であることが好ましい。熱可塑性樹脂
基材の厚さは、特に限定されないが２〜１０００μｍが
好ましい。

【００４０】本発明において、該塗膜上に金属及び／ま
たは金属酸化物からなる層を設けることがガスバリア
性、密着性の観点から好ましい。金属及び／または金属
酸化物であれば特に限定されないが、Ａｌ、Ｓｉなどの
金属及び／または金属酸化物であることが好ましい。

【００４１】本発明のガスバリアフィルムが包装材料と
して用いられる場合は、該ガスバリアフィルム単独で使
用されても良いし、他素材と積層されていても良い。他
素材としては一般に使用されている素材であれば特に限
定されず、紙、Ａｌ、Ｓｉ等の金属またはその酸化物、
不織布、樹脂層等があげられる。樹脂層には、無延伸ま
たは２軸延伸フィルム、共押出フィルム、コーティング
フィルム、蒸着フィルム、溶融押出レジン等が用いら
れ、その原料としてはポリエチレン、ポリプロピレンな
どのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレン−２，６−ナ
フタレート等のポリエステル、ナイロン６、ナイロン１
２などのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン、ポリ酢酸ビニルまたはそのけん化物、エチレン酢
酸ビニル共重合体またはそのけん化物、ポリスチレン、
芳香族ポリアミド、アイオノマー樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミドイミ
ド、セルロース、酢酸セルロース、ポリアクリロニトリ
ルなど、およびこれらの共重合体があげられる。また積
層構成も特に限定されず、該フィルムと他素材との間に
印刷層、接着剤層、アンカー層があってもかまわない。

【００４２】次に、本発明のガスバリアフィルムの代表
的製造方法について述べるが、下記に限定されるもので
はない。

【００４３】熱可塑性樹脂基材上に塗膜を形成する方法
は特に限定されず、押し出しラミネート法、メルトコー
ティング法を用いても良いが、高速で薄膜コートする事
が可能である点で、塗膜の構成成分を各種溶媒に分散さ
せた分散溶液をグラビアコート、リバースコート、スプ
レーコート、キッスコート、コンマコート、ダイコー
ト、ナイフコート、エアーナイフコートあるいはメタリ
ングバーコートするのが好適である。熱可塑性樹脂基材
は塗布前に公知の接着促進処理、例えば空気中、窒素ガ
ス中、窒素／炭酸ガスの混合ガス、その他の雰囲気下で
のコロナ放電処理、減圧下でのプラズマ処理、火炎処
理、紫外線処理等を施していても良い。もちろん、ウレ
タン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンイミンなどの公
知のアンカー処理剤を用いてアンカー処理を施しておい
ても良い。

【００４４】また、熱可塑性樹脂基材として、ポリエチ
レンテレフタレートなどのポリエステル、ポリプロピレ
ンなどのポリオレフィンの二軸延伸フィルムを用いる場
合には、オフラインコート、インラインコートのどちら
の方法でもよい。また、インラインコートが用いられる
場合には、フィルムが熱固定される前にコーティングを
行うことが好ましい。熱固定とは、公知の技術により延
伸したフィルムを延伸温度より高くまたフィルムの融点
より低い温度でフィルムを保持したまま熱処理すること
によってフィルムを結晶化させることである。したがっ
て、熱固定前とは熱処理前のことであるので、未延伸、
長手方向または横手方向への一軸延伸直後、２軸延伸直
後のフィルムへのコーティングが好ましい。より好まし
くは一軸延伸直後のフィルムへのコーティングであり、
その後にさらに一軸以上に延伸、熱固定されることが特
に好ましい。

【００４５】塗膜の乾燥方法は特に限定されず、熱ロー
ル接触法、熱媒（空気、オイル等）接触法、赤外線加熱
法、マイクロ波加熱法等が利用できる。塗膜の乾燥は、
ガスバリア性の観点から、６０℃〜１６０℃の範囲内で
行われることが好ましく、乾燥の時間としては１〜６０
秒、好ましくは３〜３０秒である。

【００４６】塗膜の構成成分を含んだ塗剤は、溶媒に無
機板状粒子が均一に分散もしくは膨潤しかつ水溶性高分
子が均一に溶解もしくは分散した溶液が好ましい。溶媒
としては、水または水／低級アルコール混合溶液が用い
られる。水／低級アルコール混合溶液を用いると乾燥が
短時間で行うことが可能になる。低級アルコールとは炭
素数１〜３の直鎖または分岐鎖の脂肪族基を有するアル
コール性化合物のことであり、例えばメタノール、エタ
ノール、ｎ−またはイソ−プロパノールが好ましく用い
られる。また、水／低級アルコールの混合比率は重量比
で１００／０〜２０／８０が好ましく、９９／１〜５０
／５０がさらに好ましい。混合比率が２０／８０より小
さいと塗膜構成成分の溶媒中での分散性が悪化する。

【００４７】塗剤の濃度は特に限定されないが、塗剤の
粘度、乾燥効率等の生産性の観点から２．５重量％以上
で行うことが好ましい。２．５重量％未満の低濃度塗剤
を持ちいる場合は、塗剤の溶媒に水との親和性のある揮
発性の高い低沸点溶媒を加える方法、塗膜の乾燥を水の
沸点以上の温度で行う方法等が用いられる。

【００４８】また、フィルムへの塗布性を付与するため
に、分散溶液の安定性が維持される範囲内であれば、混
合溶媒中に第３成分として他の水溶性有機化合物が含ま
れていても良い。上記水溶性有機化合物としては例え
ば、メタノール、エタノール、ｎ−またはイソ−プロパ
ノール等のアルコール類、エチレングリコール、プロピ
レングリコール等のグリコール類、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ、ｎ−ブチルセルソルブ等のグリコー
ル誘導体、グリセリン、ワックス類等の多価アルコール
類、ジオキサン等のエーテル類、酢酸エチル等のエステ
ル類、メチルエチルケトン等のケトン類が挙げられる。
また、分散溶液のｐＨは溶液の安定性の面から２〜１１
が好ましい。

【００４９】該塗剤の調整方法は特に限定されないが、
板状粒子を溶媒に均一に分散させた後に水溶性または水
分散性ポリマーを溶媒に均一に溶解させた溶液と混合す
る方法等が有効に用いられるが、塗剤中で水溶性または
水分散性ポリマーと板状粒子が極めて均一に分散してい
ることが好ましい。

【００５０】特に無機板状粒子は、分散液液中で二次凝
集している可能性があるために、板状粒子を溶媒に分散
させた後に、せん断力、ずり応力のかかるホモミキサ
ー、ジェットアジター、ボールミル、ニーダー、サンド
ミル、３本ロール等の装置を用いて機械的な強制分散処
理を行う方法が好ましく用いられる。例えば、板状粒子
を数重量％の濃度で水に均一に分散させた後にホモミキ
サー等を用いて分散処理を行い、数重量％濃度に水に均
一に分散させたポリマー水溶液と混合した後に再度分散
処理を行い、低級アルコール及び水を加えて濃度を調整
する方法等が好ましく用いられる。さらに、この塗剤に
架橋剤、粒子等を含有させてもよい。

【００５１】また本発明においては、従来公知の蒸着法
により金属及び／または金属酸化物からなる層を設ける
ことにより、ガスバリア性、密着性に優れるガスバリア
フィルムを得ることができる。

【００５２】包装材料として用いられる場合の他素材と
も積層方法は特に限定されず、一般の押し出しラミネー
ト法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホ
ットメルトメルトラミネート法等が用いられる。

【００５３】

【特性の評価方法】本発明にて用いた特性の評価方法は
以下の通りである。

【００５４】（１）ガスバリア性ＡＳＴＭＤ−３９８５に準じて酸素透過率測定装置
（モダンコントロール社製、ＯＸ−ＴＲＡＮ２／２０）
を用いて酸素透過率を測定した。測定条件は温度２３
℃、相対湿度７５％である。酸素透過率が３０ｍｌ／
（ｍ²・ｄ・ＭＰａ）以下を良とした。

【００５５】（２）密着性ポリウレタン系接着剤を用いて未延伸ポリプロピレンフ
ィルム（ＣＰＰ、東レ合成フィルム（株）製Ｔ３５０
１、５０μｍ）を本フィルムの塗剤面とドライラミネー
ターにより貼り合わせ、４０℃で４８時間エージング後
に、接着剤に接する面とは反対側の各面をセロテープで
補強し１５ｍｍ幅に切断してＣＰＰと本フィルムの１８
０゜剥離をテンシロンを用いて行い、その時の剥離強度
を求めた。なお、剥離は剥離速度１０ｃｍ／分、２３
℃、相対湿度６５％雰囲気下で行った。密着性が１Ｎ／
ｃｍ以上を良とした。

【００５６】（３）透明性ＪＩＳ−Ｋ−６７１４−５８に準じて、ＳＥＰ−Ｈ−２
系濁度計（日本精密光学社製）で測定した、ヘイズを用
いた。透明性が１０％以下を良とした。

【００５７】（４）水溶性高分子の粘度水溶性高分子を固形分濃度１０重量％になるように純水
に分散させ、その溶液の２３℃における粘度をＢ−型粘
度計で測定した。

【００５８】

【実施例】実施例１無機板状粒子としてモンモリロナイト（クニミネ工業
製、クニピア−Ｇ）を３重量％になるようを水／イソプ
ロピルアルコール（以下ＩＰＡ）混合溶媒（重量比９５
／５）に分散させた（Ａ液）。水溶性高分子としてけん
化度９８モル％、重合度５００のポリビニルアルコール
（以下ＰＶＡと略す）を３重量％になるよう水／ＩＰＡ
混合溶媒（重量比９５／５）に分散させた（Ｂ液）。該
ＰＶＡの固形分濃度１０重量％における粘度は５０ｃｐ
ｓであった。Ａ液とＢ液を重量比で５０／５０に混合
し、固形分濃度３重量％の塗剤を調製した。該塗剤をコ
ロナ放電処理（炭酸ガス／窒素混合ガス（体積比８３：
１７）中、処理強度＝６０Ｗ・ｍｉｎ／ｍ²）した２軸
延伸ポリプロピレンフィルム（東レ製“トレファン”、
厚さ２０μｍ）にリバースコーター（塗工速度２０ｍ／
分）にて塗布後、熱風乾燥式ドライヤー内に導き低張力
下で１２０℃、１５秒間乾燥し、フィルムを巻取った。
得られたフィルムの特性を表２に示す。ガスバリア性、
密着性、透明性に優れるフィルムが得られた。

【００５９】実施例２〜４塗膜組成、塗膜厚さ、基材を変更したこと以外は実施例
１と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの特
性を表２に示す。

【００６０】実施例２では水溶性高分子として、けん化
度８８モル％、重合度１０００のＰＶＡ（固形分濃度１
０重量％における粘度は２００ｃｐｓ）を用いて表１に
示す塗膜を実施例１と同様にして得たところ、ガスバリ
ア性、密着性、透明性に優れるフィルムが得られた。

【００６１】実施例３では、無機板状粒子としてナトリ
ウムテトラシリリックマイカ（トピー工業製）、水溶性
高分子としてけん化度９８モル％、重合度１７００のＰ
ＶＡ（固形分濃度１０重量％における粘度は１１００ｃ
ｐｓ）を用い、基材にコロナ放電処理（空気中）した２
軸延伸ポリエステルフィルム（東レ製“ルミラー”、厚
さ１２μｍ）を用いて表１に示す組成の塗膜を実施例１
と同様にして得たところ、ガスバリア性、密着性に優れ
るフィルムが得られた。

【００６２】実施例４では実施例１の熱可塑性樹脂基材
上にＡｌ金属を電子ビーム加熱式蒸着機を用いて高真空
下で蒸着厚みが４０〜５０ｎｍになるように蒸着したフ
ィルム上に実施例１と同様にして塗膜を形成したとこ
ろ、ガスバリア性、密着性、透明性に優れるフィルムが
得られた。

【００６３】比較例１板状粒子を用いなかったこと以外は実施例１と同様にし
てフィルムを得た。表２から明らかなように得られたフ
ィルムはガスバリア性、密着性が劣っていることがわか
った。

【００６４】比較例２水溶性高分子としてけん化度９９．６モル％、重合度２
４００のＰＶＡ（固形分濃度１０重量％における粘度は
３０００ｃｐｓ）を用いたこと以外は実施例１と同様に
してフィルムを得た。得られたフィルムは、ガスバリア
性、密着性、透明性が劣るフィルムが得られた。

【００６５】実施例５実施例１で得られたフィルム上に、ポリウレタン系接着
剤を用いて未延伸ポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ、東
レ合成フィルム（株）製Ｔ３５０１、５０μｍ）を本フ
ィルムの塗剤面とドライラミネーターにより貼り合わせ
４０℃で４８時間エージングした後、縦型製袋機により
ＣＰＰ側を張り合わせた、外観の優れた袋（２０ｃｍ×
２０ｃｍ）を作成した。得られた袋を切開し、ガスバリ
ア性は１３．０であり、製袋後もガスバリア性に優れる
フィルムが得られた。

【００６６】

【表１】

【００６７】なお、表中の略号の意味は下記の通りであ
る。ＰＰは二軸延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ２０
μｍ、窒素ガス／炭酸混合ガス（体積比８３：１７）中
でコロナ放電処理（処理強度＝６０Ｗ・ｍｉｎ／
ｍ²））、ＰＥＴは二軸延伸ポリエチレンテレフタレー
トフィルム（厚さ１２μｍ、空気中でコロナ放電処
理）、ＰＶＡ１はけん化度９８モル％、重合度５００の
ポリビニルアルコール、ＰＶＡ２はけん化度８８モル
％、重合度１０００のポリビニルアルコール、ＰＶＡ３
はけん化度９８モル％、重合度１７００のポリビニルア
ルコール、ＰＶＡ４はけん化度９９．６モル％、重合度
２４００のポリビニルアルコール、粒子１はモンモリロ
ナイト（クニミネ工業製、クニピア−Ｇ）、粒子２はナ
トリウムテトラシリリックマイカ（トピー工業製）であ
る。

【００６８】

【表２】

【００６９】

【発明の効果】本発明で得られたフィルムは、ガスバリ
ア性に優れるだけでなく、密着性と透明性にも優れるこ
とからあらゆる包装材料として使用することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ３２Ｂ 27/32 Ｂ３２Ｂ 27/32 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性樹脂基材の少なくとも片面上に無
機板状粒子及び水溶性高分子を主たる構成成分とする塗
膜を形成したフィルムにおいて、該水溶性高分子の固形
分濃度１０重量％水分散液中における粘度が２０００ｃ
ｐｓ以下であることを特徴とするガスバリアフィルム。
【請求項２】該水溶性高分子がポリビニルアルコール系
重合体またはその誘導体であることを特徴とする請求項
１に記載のガスバリアフィルム。
【請求項３】該ポリビニルアルコール系重合体またはそ
の誘導体の分子量が１５００以下であることを特徴とす
る請求項２に記載のガスバリアフィルム。
【請求項４】該熱可塑性樹脂基材が、オレフィン系樹脂
からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
載のガスバリアフィルム。
【請求項５】該塗膜上または該塗膜と熱可塑性樹脂基材
との間に金属及び／または金属酸化物からなる層を設け
たことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のガ
スバリアフィルム。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム
を１層以上有する包装材料。